5G“灰度發(fā)布” 遠(yuǎn)離“割接”

這個(gè)世界上只有兩種通信工程師。其中，第一種通信工程師一定是在割接。

割接有多苦逼？

割接，是一場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)。割接前，反復(fù)論證、周密測(cè)試、數(shù)據(jù)備份、失敗緊急回退演練等等。割接時(shí)，戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢，一步一檢查，一次割接步驟甚至要專(zhuān)門(mén)印發(fā)成一本本小冊(cè)子給每一位割接成員，詳細(xì)到每一個(gè)人、每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)、每一個(gè)步驟、每一個(gè)命令。割接后，每個(gè)測(cè)試通過(guò)，每個(gè)指標(biāo)恢復(fù)正常，都如釋重負(fù)。

然而，比割接更崩潰的是回退，比回退還崩潰的是回退失敗...

2016年12月，當(dāng)晚割接，我在機(jī)房里守了一夜，但沒(méi)想到，那晚割接失敗了，凌晨5點(diǎn)全部倒回，可倒回時(shí)竟然又出故障了。我永遠(yuǎn)忘不了那個(gè)下班的早晨，太陽(yáng)從東方冉冉升起，朝霞透過(guò)薄霧給城市披上了一件紅色面紗，但我坐在車(chē)?yán)铮矍皡s是一片灰蒙，沒(méi)有任何色彩，仿佛世界末日來(lái)臨一般。

從1G到4G，通信工程師們經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次割接，搬遷割接、BSC升級(jí)割接、OMC割接、BOSS系統(tǒng)割接、CRM割接... 尤其是核心系統(tǒng)割接，對(duì)支撐，對(duì)前臺(tái)，對(duì)整個(gè)公司上上下下都是一次膽戰(zhàn)心驚的挑戰(zhàn)，因?yàn)樯杂惺韬觯蜁?huì)造成第二天系統(tǒng)無(wú)法使用，或批量用戶(hù)投訴。

5G來(lái)了！

讓割接不再苦逼！

眾所周知，由中國(guó)移動(dòng)牽頭提出的SBA構(gòu)架已被3GPP確認(rèn)為5G核心網(wǎng)基礎(chǔ)構(gòu)架。SBA（Service Based Architecture），即基于服務(wù)的架構(gòu)，它基于云原生（Cloud Native）設(shè)計(jì)，借鑒了IT領(lǐng)域的“微服務(wù)”構(gòu)架。

▲5G系統(tǒng)服務(wù)架構(gòu)

這樣的構(gòu)架意味著什么？

灰度發(fā)布

不要“割接”，要“灰度發(fā)布”

什么叫灰度發(fā)布？

灰度發(fā)布：是指在黑與白之間，能夠平滑過(guò)渡的一種發(fā)布方式。A/B測(cè)試就是一種灰度發(fā)布方式，讓一部分用戶(hù)繼續(xù)用A，一部分用戶(hù)開(kāi)始用B，如果用戶(hù)對(duì)B沒(méi)有什么反對(duì)意見(jiàn)，那么逐步擴(kuò)大范圍，把所有用戶(hù)都遷移到B上面來(lái)?；叶劝l(fā)布可以保證整體系統(tǒng)的穩(wěn)定，在初始灰度的時(shí)候就可以發(fā)現(xiàn)、調(diào)整問(wèn)題，以保證其影響度。（百度百科）

什么叫割接？

就是把就是把舊系統(tǒng)“割”下來(lái)，把新系統(tǒng)“接”上去。

我們?cè)诟罱訒r(shí)，新版本替換就版本，都是通過(guò)批量操作，一次性的、100%的從舊版本“割接”到新版本。

這種割接方式存在很大的風(fēng)險(xiǎn)：

1）必須暫停業(yè)務(wù)進(jìn)行升級(jí)（所以割接都在晚上進(jìn)行）

2）一旦割接失敗就意味著滿盤(pán)皆輸

3）若割接失敗，再回退到老系統(tǒng)時(shí)極易出錯(cuò)

人總是有僥幸心理，內(nèi)心里是拒絕割接失敗這種事的，加之反向回退總比正向升級(jí)難，一旦割接失敗，心力交瘁之時(shí)，非常容易出錯(cuò)。

基于云原生的構(gòu)架支持A/B測(cè)試（或split testing），意味著我們不必“一次性割接”，IT領(lǐng)域的DevOps概念支持循序漸進(jìn)的引入新版本的VNF（虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能）組件，先挑選少量測(cè)試用戶(hù)操作試點(diǎn)，將少量的流量切換到新版本上，并在這個(gè)過(guò)程中持續(xù)監(jiān)控性能，確保穩(wěn)定之后，再進(jìn)一步將其他用戶(hù)切換到新版本上。如果一旦發(fā)現(xiàn)少量測(cè)試用戶(hù)的性能異常，也可快速回退到舊版本上，可大幅降低割接風(fēng)險(xiǎn)。

▲割接 vs A/B測(cè)試

事實(shí)上，灰度發(fā)布這個(gè)概念并不新鮮，在IT領(lǐng)域我們經(jīng)?？吹交叶劝l(fā)布的測(cè)試版，有些APP后綴Beta、Pro字樣，其實(shí)就是在進(jìn)行產(chǎn)品的灰度發(fā)布。

云原生在IT領(lǐng)域的演進(jìn)過(guò)程

進(jìn)一步講，像Google、亞馬遜、Facebook等IT巨頭早就引入了云原生IT環(huán)境。

從他們的發(fā)展過(guò)程看，主要經(jīng)歷了四個(gè)階段：傳統(tǒng)專(zhuān)用設(shè)備、虛擬化、云原生就緒和云原生。

傳統(tǒng)專(zhuān)用設(shè)備：?jiǎn)误w式應(yīng)用程序運(yùn)行于每個(gè)x86服務(wù)器，軟件被設(shè)計(jì)成“緊耦合”的功能集合，這種方式無(wú)法充分利用云的靈活性和提升資源利用率。

虛擬化：由于單體式應(yīng)用程序缺乏靈活性、擴(kuò)展伸縮性等，不得不引入Hypervisor以確保多個(gè)單體式應(yīng)用程序運(yùn)行于同一個(gè)x86服務(wù)器。

云原生就緒：這個(gè)時(shí)候開(kāi)發(fā)人員意識(shí)到，對(duì)于云，傳統(tǒng)單體式應(yīng)用程序不是最佳的。2011年開(kāi)始出現(xiàn)利用云的軟件開(kāi)發(fā)模式，并在一年后，第一個(gè)云原生編排系統(tǒng)開(kāi)始開(kāi)發(fā)。

云原生：2015年，CNCF（Cloud Native Computing Fundation，云原生計(jì)算基金會(huì)）成立，該基金會(huì)旨在支持采用云原生IT環(huán)境。

原生云主要有幾大基本特征：面向微服務(wù)架構(gòu)、容器化、DevOps和動(dòng)態(tài)編排。

?面向微服務(wù)構(gòu)架

我們先將應(yīng)用程序分為兩種構(gòu)架：傳統(tǒng)單體式構(gòu)架和微服務(wù)構(gòu)架。

傳統(tǒng)單體式應(yīng)用程序被分解為無(wú)狀態(tài)（Stateless）（即每個(gè)應(yīng)用程序沒(méi)有持續(xù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力）和松散耦合、粒度更小的“微”服務(wù)。微服務(wù)的松耦合狀態(tài)使得它們可以在不同的應(yīng)用環(huán)境中重復(fù)利用，可在云中自動(dòng)復(fù)制。無(wú)狀態(tài)（Stateless）能夠平穩(wěn)地應(yīng)對(duì)為服務(wù)添加或移除某些實(shí)例的場(chǎng)景，而無(wú)需對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行重大的變更或進(jìn)行配置的改動(dòng)。比如，一個(gè)實(shí)例崩潰了，另一個(gè)實(shí)例可以立即替代，并且可快速生成進(jìn)一步的替換。

因此，微服務(wù)構(gòu)架具有很強(qiáng)的彈性，支持新版本快速發(fā)布，縮短上市時(shí)間。

?容器化

Container（容器）的英文直接翻譯就是集裝箱，它就是將集裝箱的思想應(yīng)用到軟件打包上。

集裝箱最大的成功在于其產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化以及由此建立的一整套運(yùn)輸體系。在集裝箱沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化之前，多地重復(fù)上下船（車(chē)）卸貨，批量運(yùn)輸貨物是一個(gè)復(fù)雜而費(fèi)力的過(guò)程。集裝箱標(biāo)準(zhǔn)化后，集裝箱在整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程中是密封的，只有到達(dá)目的地才被打開(kāi)，這樣就提高了運(yùn)輸單元在運(yùn)輸中的通用性和互換性，從而大大提升裝卸和運(yùn)輸效率。

軟件中容器的原理也是一樣，容器具備環(huán)境隔離和可重復(fù)性，你只需要將代碼打包進(jìn)容器里，就可以實(shí)現(xiàn)在幾乎所有操作系統(tǒng)上隨時(shí)運(yùn)行。

每個(gè)微服務(wù)（應(yīng)用程序，進(jìn)程等）都被封裝在自己的容器里，以便進(jìn)行隔離和部署。容器是一個(gè)輕量級(jí)的虛擬化技術(shù)，它使得應(yīng)用程序可以獨(dú)立運(yùn)行，并可移植到不同的云基礎(chǔ)架構(gòu)中。

?DevOps

運(yùn)維和開(kāi)發(fā)人員共同協(xié)作發(fā)布服務(wù)（包括微服務(wù)），它創(chuàng)造了一種文化和環(huán)境，以快速、頻繁且更可靠地構(gòu)建、測(cè)試和發(fā)布服務(wù)，提高運(yùn)作效率。

?動(dòng)態(tài)編排

指對(duì)容器進(jìn)行有效的調(diào)度和管理，以?xún)?yōu)化資源利用。容器編排系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理主機(jī)資源和分配調(diào)度容器、實(shí)例化一組容器、重新調(diào)度容器（如果失?。?，并通過(guò)API接口集成容器，進(jìn)行任務(wù)擴(kuò)展等。

電信業(yè)的云原生之路

由于電信網(wǎng)絡(luò)比IT的業(yè)務(wù)性能要求更高，且面臨龐大的用戶(hù)群體（一個(gè)VNF動(dòng)輒幾百萬(wàn)用戶(hù)），加之容器等技術(shù)還在不斷發(fā)展的過(guò)程中，因而，電信業(yè)引入云原生相對(duì)IT領(lǐng)域較晚。

這大概要從2012年說(shuō)起。2012年10月，AT&T、英國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、德國(guó)電信等12家運(yùn)營(yíng)商聯(lián)合發(fā)布NFV白皮書(shū)，并建立ETSI（歐洲通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)）的NFV ISG（NFV規(guī)范組）。

NFV的核心理念是將邏輯上的網(wǎng)絡(luò)功能從傳統(tǒng)專(zhuān)用電信設(shè)備解耦，用通用的IT服務(wù)器代替?zhèn)鹘y(tǒng)電信硬件設(shè)備，將虛擬網(wǎng)絡(luò)功能（VNF）運(yùn)行于IT云環(huán)境，以降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本，縮短網(wǎng)絡(luò)部署周期。

一時(shí)間NFV成為電信業(yè)熱門(mén)詞匯，由于背后是一批重量級(jí)的運(yùn)營(yíng)商支持，NFV的發(fā)展和部署也超出預(yù)期，業(yè)界相繼推出了虛擬化產(chǎn)品。

但是，初期NFV從傳統(tǒng)電信設(shè)備中解耦出網(wǎng)絡(luò)功能軟件是單體式構(gòu)架的，這和以上我們談到的IT領(lǐng)域遇到的問(wèn)題是一樣的，一方面，這種方式并沒(méi)有從本質(zhì)上改變傳統(tǒng)電信的運(yùn)行模式，新業(yè)務(wù)上線速度依然緩慢，網(wǎng)絡(luò)依然缺乏彈性和靈活性。另一方面，在實(shí)際部署中出現(xiàn)來(lái)自不同廠家的“專(zhuān)用軟件”之間存在互操作問(wèn)題。

因此，VNFs迫切需要分解，通過(guò)軟件模塊化、輕量化的方式來(lái)提升應(yīng)用開(kāi)發(fā)的整體敏捷性和彈性，并通過(guò)開(kāi)放API接口和開(kāi)源來(lái)簡(jiǎn)化集成過(guò)程，從而加速創(chuàng)新和新業(yè)務(wù)上線，適應(yīng)瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)環(huán)境。

同時(shí)，2012年提出的NFV技術(shù)概念由于時(shí)代原因局限于4G時(shí)代的思維。

4G和5G有一個(gè)本質(zhì)的區(qū)別：4G更偏向于向內(nèi)關(guān)注網(wǎng)絡(luò)本身，以更高速、高效率的移動(dòng)通信為目標(biāo)；而5G更偏向于向外延伸的應(yīng)用和商業(yè)模式，它視網(wǎng)絡(luò)為使能者，為驅(qū)動(dòng)力。

出發(fā)點(diǎn)和目的都不一樣，5G要Think Big，更關(guān)注應(yīng)用落地和創(chuàng)新。

因此，5年后，當(dāng)行業(yè)處于5G風(fēng)口之時(shí)，一份由23家領(lǐng)先運(yùn)營(yíng)商支持的新版NFV白皮書(shū)《NFV White Paper 5G》發(fā)布了。

與2012版的白皮書(shū)不同，這份NFV 5G白皮書(shū)除了關(guān)注網(wǎng)絡(luò)虛擬化本身，更關(guān)注5G應(yīng)用，更強(qiáng)調(diào)了Cloud Native（云原生）概念，認(rèn)為Cloud Native設(shè)計(jì)原則和基于cloud-friendly的授權(quán)模式至關(guān)重要。

所以我們今天看到，3GPP已確認(rèn)5G核心網(wǎng)引入云原生，面向微服務(wù)構(gòu)架。

事實(shí)上，在關(guān)于云原生、微服務(wù)、DevOps的討論中，同時(shí)出鏡的不僅僅是灰度發(fā)布、A/B測(cè)試，還有自動(dòng)運(yùn)維、持續(xù)集成/持續(xù)開(kāi)發(fā)等，這些已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和現(xiàn)網(wǎng)部署中得到驗(yàn)證。目前，已經(jīng)有一些運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)在核心網(wǎng)部署了云原生解決方案。

5G要面向多樣化和不確定的新用例，云原生來(lái)助力網(wǎng)絡(luò)靈活組裝、更新業(yè)務(wù)應(yīng)用，提升效率，縮短業(yè)務(wù)上線時(shí)間，并走向開(kāi)源，釋放創(chuàng)新動(dòng)力。

以后核心網(wǎng)割接不再苦逼，不用熬夜干活，不用提心吊膽，采用灰度發(fā)布，大白天妥妥的就把事干了。